Couverture ElectroniqueS n°127

Produire des DEL de puissance performantes est une chose, garantir leur durée de vie en fonction de telle ou telle application en est une autre, tout aussi importante pour espérer s'ouvrir le monde de l'éclairage. LumiLeds affirme être présent sur les deux fronts. Dans un récent entretien accordé à Electronique International, Steve Landau, directeur marketing de Philips LumiLeds, nous confiait que les caractéristiques techniques fournies par les fabricants de DEL n'étaient pas suffisamment exhaustives pour traduire de manière correcte le comportement des DEL dans les applications d'éclairage, notamment en termes de durée de vie (voir EI n° 664). Selon M. Landau, « il s'agit d'une grave lacune qui constitue l'un des principaux obstacles au déploiement à grande échelle des DEL dans l'éclairage car, dans ce secteur, le premier devoir d'un OEM est de garantir pour ses produits une durée de fonctionnement sans maintenance ». Aujourd'hui, LumiLeds joint les actes à la parole en introduisant de nouvelles spécifications de durée de vie pour ses DEL de puissance dédiées à l'éclairage. Redéfinir la durée de vie des DELJusqu'ici, la durée de vie d'une DEL, telle qu'elle est fournie par les fabricants, était souvent définie comme le temps au bout duquel son flux lumineux atteint 70 % de son flux initial. Mais cette définition n'offre qu'une vision tronquée du comportement du composant, car elle ne tient pas compte de l'application dans laquelle il sera utilisé. Ainsi, certaines applications d'éclairage ne tolèrent une dégradation du flux lumineux que de 10 % par rapport à la valeur initiale. Dans ces conditions, quelle serait la durée de vie de la DEL ? Mystère ! Mais une chose est sûre : elle serait très inférieure à celle fournie par le fabricant. Cette incertitude tient au fait que, contrairement aux sources lumineuses conventionnelles, dont le flux lumineux reste quasiment stable dans le temps mais qui tombent en panne après une certaine durée d'utilisation, le flux d'une DEL diminue continûment dans le temps, alors que les cas de panne sont extrêmement rares. Cette différence de comportement temporel rend impossible l'utilisation pour les DEL du temps moyen entre pannes ou MTBF (Mean Time Between Failures), une donnée statistique très répandue dans le monde de l'éclairage (car parfaitement adaptée au comportement des sources lumineuses classiques) et qui permet aux OEM de garantir avec un degré élevé de confiance une durée de fonctionnement de leurs produits sans maintenance. Pour traduire correctement le comportement des DEL, LumiLeds a pris le parti de substituer au MTBF non pas une nouvelle valeur de durée de vie mais un couple de valeurs noté B/L. La valeur « L » est définie comme le temps durant lequel le flux lumineux de la DEL se maintient au-dessus d'une valeur minimale imposée par les exigences de telle ou telle application. Autrement dit, dès que cette valeur est atteinte, la DEL doit être changée. Notez bien ici que cette dernière pourrait être utilisée dans une autre application moins exigeante, car elle émet encore un flux lumineux substantiel. Cette valeur L est indiquée en pourcentage du flux initial de la DEL. Ainsi, une DEL spécifiée L70 à 50 000 heures est une diode dont le flux lumineux sera égal à 70 % de son flux initial après 50 000 heures de fonctionnement. La seconde valeur introduite par LumiLeds et notée B, traduit le fait que, même si un lot de DEL « identiques » est spécifié L70 à 50 000 heures, une fraction de cette population de DEL émettra un flux lumineux inférieur à 70 % du flux initial au bout du temps indiqué. Cette donnée statistique est liée au degré de reproductibilité de la fabrication des DEL. En résumé, si un lot de DEL est spécifié B50/L70 à 50 000 heures, cela signifie que, statistiquement, il faut s'attendre à ce qu'au bout de 50 000 heures de fonctionnement, 50 % des DEL de ce lot délivrent un flux lumineux inférieur au seuil des 70 % requis pour l'application donnée. Si ces données sont précieuses pour mieux décrire le comportement temporel des DEL, elles restent néanmoins insuffisantes pour tenir compte des environnements très variés dans lesquels peuvent parfois être utilisées les diodes destinées à l'éclairage (utilisation en intérieur, en extérieur notamment). Car, contrairement à ce que l'on pourrait croire en lisant les fiches techniques des fabricants, la durée de vie d'une DEL n'est pas une valeur figée, mais une donnée qui varie très fortement en fonction de deux paramètres : le courant direct de la DEL, qui traduit la puissance électrique qu'on y injecte, et sa température, qui sera déterminée par la température ambiante et la température de jonction de la DEL. A noter que le courant direct et la température de la DEL conditionnent également le flux lumineux qu'il sera possible d'extraire du composant et, par conséquent, le nombre de diodes qu'il sera nécessaire d'utiliser dans le système d'éclairage pour atteindre le flux lumineux requis par l'application avec la durée de vie imposée par le cahier des charges. Or cette fonction complexe, qui, pour une DEL donnée, relie durée de vie, flux lumineux, courant direct et température, n'est, selon LumiLeds, jamais fournie par les fabricants. Aujourd'hui, LumiLeds prétend, là encore, réparer ce manque en proposant pour ses DEL de puissance dédiées à l'éclairage toute une batterie de données relatives à leurs durées de vie estimées pour diverses valeurs de courant direct et de température et pour diverses combinaisons de valeurs du couple B/L (voir notre illustration). Issues de milliers d'heures de tests, ces données permettent ainsi aux OEM du secteur de choisir plus aisément les DEL les mieux adaptées à leur application et, surtout, de pouvoir garantir à leurs propres clients, et avec une grande précision, une durée de fonctionnement sans maintenance de leurs produits, quelle que soit l'application visée. LumiLeds affirme ainsi pouvoir prédire une durée de vie de 60 000 heures avec un indice de confiance de 90 %.

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